С каждым годом себестоимость инновационных технологий, направленных на поддержание и развитие ключевых отраслей традиционной энергетической промышленности, становится все выше. Стратегические запасы ресурсов (нефтепродукты, каменный уголь, «голубое» топливо и др.) не вечны, и наступит момент, когда они полностью иссякнут. В России запасы каменного угля достигнут критической отметки уже через 50-60 лет. Поэтому сегодня «на повестке дня» лежат важные вопросы, связанные с решением глобальных проблем добычи энергоресурсов и рациональным использованием природных недр. При этом первостепенной задачей является предотвращение мирового энергетического кризиса на земле. Именно поэтому дешевая энергия из альтернативных источников стала объектом повышенного внимания всех ученых, и перспективы развития в данном направлении весьма привлекательны.

Потребность в энергии неуклонно растет. Вызвано это не только стремительным развитием промышленного сектора и расширением производственных мощностей, но и приростом населения. Согласно проведенным демографическим исследованиям, к 2025 году на планете будет жить 10 млрд человек. Эта цифра вызывает опасение, поскольку для удовлетворения нужд всего земного населения потребуется увеличить объемы добычи нефти, угля и газа. По этой причине энергетики и экологи видят выход из этой ситуации исключительно в поисках и использовании альтернативных источников энергии. Это позволит сохранить остатки полезных ископаемых и остановить начало глобальной экологической катастрофы на Земле.

Коротко о самом главном

Что такое альтернативная энергетика? Этот термин подразумевает комплекс наиболее доступных и передовых методов получения энергии. Сегодня альтернативные виды энергии распространены недостаточно широко, по сравнению с традиционными ресурсами, но они представляют огромный интерес, так как позволяют минимизировать причинение вреда экосистеме планеты. Использование электростанций, которые работают на ядерном топливе, — очень опасно. И явным тому доказательством является чернобыльская катастрофа в 1986 году, а также радиационная авария на АЭС Фукусима-1, которая произошла в 2011 году. Поэтому природные источники энергии более привлекательны и безопасны для экологии.

Альтернативный источник энергии — определенные устройства (механизмы, приборы) или конкретные способы, которые применяются с целью получения электрической энергии, способной полноценно заменить традиционные энергоресурсы, добываемые из недр земли. Существуют различные виды альтернативных источников энергии. Их классифицируют на отдельные группы:

• энергия солнца;
• гидроэнергетика;
• ветроэнергетика;
• энергия земли.

Западные страны повсеместно практикуют сегодня «опережающее развитие энергетической промышленности», что подразумевает строительство новых промышленных объектов и даже целых городов только после того, как рядом будут созданы благоприятные энергетические условия для развития инфраструктуры. Поскольку полезные ископаемые давно уже на исходе, то широкое применение находят именно источники альтернативной энергии. Подробнее об основных видах «зеленых» энергоресурсов читайте дальше.

Атмосферное электричество

(Вспышки молний на поверхности Земли происходят практически одновременно в самых разных местах планеты)

Грозовая энергетика, основывающаяся на захвате и накоплении энергии молний, пока находится в стадии становления. Главными проблемами грозовой энергетики являются подвижность грозовых фронтов, а также быстрота атмосферных электрических разрядов (молний), затрудняющая накопление их энергии.

Замена котла на более эффективный

Отопительная установка — это сердце каждого дома. И если вы задумались о том, как сделать свой дом более энергоэффективным, впору подумать о замене котла. Тем более, если он старый и ему уже больше 10 лет.

Эффективность котлов определяют по КПД – т. е. коэффициенту их полезного действия. Как правило, этот показатель указывается на упаковке или сайте производителя.

В принципе все современные газовые и твердотопливные котлы отличаются высоким КПД — от 85-90% и выше. Тем не менее, даже несколько процентов КПД могут сэкономить вам десятки тысяч рублей на отоплении дома.

Самым высоким КПД обладают газовые конденсационные котлы, у которых этот параметр доходит до 98%. Однако слишком полагаться на этот показатель при выборе котла не стоит. Характерный пример: есть два вида газовых котлов: конвекционные и конденсационные. КПД первых составляет более 92%, вторых — около 85-90%. Однако в конвекционных котлах часть энергии теряется вместе с продуктами горения. И более экономичными с точки зрения потребления топлива являются конденсационные котлы.

Можно также рассмотреть замену котла на работающий от возобновляемых источников энергии. Одним из эффективных решений являются твердотопливные отопительные котлы, работающие за счет сжигания биомассы. Такие отопительные установки крайне экономичны и экологичны — весь СО2, образующийся при сжигании топлива, полностью поглощается деревьями и растениями и не попадает в атмосферу.

При выборе котла необходимо учитывать климатические условия и возможные тепловые потери здания. Затем следует определиться с типом топлива, что это будет: брикеты, пеллеты или щепы.

Другим решением для модернизации системы отопления может быть установка теплового насоса. Это устройство, которое позволяет извлекать тепловую энергию из земли, воздуха или воды. Принцип его работы заключается в передаче тепла, при помощи специального компрессора, из мест с низкой температурой в места с высокой температурой. Затем энергия конденсируется и передается в отапливаемое помещение.

Как и в случае использования других возобновляемых источников энергии, выбор теплового насоса должен также основываться на реальных потребностях членов семьи и специфике здания.

Солнечная энергия

Ученые провели исследования, результаты которых показали, что суммарное количество всей полезной энергии от солнца, попадающей на поверхность планеты, в 5–6 раз больше всего энергетического потенциала в мире, полученного от применения традиционных органических ресурсов. По предварительным прогнозам, к началу 2050 года солнечная электроэнергетика будет составлять 23-25% от общего количества потребляемых энергетических ресурсов, в том числе и альтернативных. Очевидными преимуществами таких энергетических установок является компактность, экологичность и бесшумность. Но без недостатков не обошлось — в процессе производства солнечных батарей используются токсичные компоненты, что вызывает некоторые трудности с их последующей утилизацией.

Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит, благодаря использованию термодинамических и фотоэлектрических методов. В последнем случае применяют специальные фотоэлементы, которые трансформируют световые кванты в электрический ток. Если вас интересует альтернативная энергия своими руками, то солнечные батареи легко сделать в домашних условиях, используя для этого готовые поликристаллические или монокристаллические элементы. Можно пойти другим путем — сделать солнечные батареи из транзисторов и диодов, но такой способ требует больших трудозатрат, а сами элементы обладают низким КПД. На рынке сегодня можно встретить более современные технологии:

• солнечные батареи;
• наноантенны;
• солнечная черепица;
• солнечные станции.

Передовой технологией в сфере альтернативной энергетики считается создание полностью автономных фотоэлектрических электростанций, использующих фотоэлементы на кремниевой основе. При помощи данной научной разработки появилась возможность преобразовывать прямую и рассеянную солнечную радиацию в электроэнергию. КПД при этом сохраняется на уровне 12-15%. Но даже более простые по конструкции энергетические системы способны заменить керосиновые лампы, свечи и аккумуляторные батареи, поэтому их применение вполне оправданно. В частном секторе также широко используются солнечные коллекторы для нагрева воды.

Запасаем электроэнергию

Солнечная альтернативная энергетика требует аккумуляторных батарей. В доме нет особых требований по массе и габаритам батарей, поэтому выбор нужно проводить по цене и количеству циклов. Сейчас оптимальный вариант — свинцово-кислотные батареи. Они обладают энергоемкостью 50 Вт/кг и самой низкой стоимостью. Рассматривать другие типы аккумуляторов нерентабельно.

Приобретать нужно только самые крупные форм-факторы батарей. Чем больше емкость одной единицы — тем дешевле будет весь комплект в пересчете на один Вт запасенной энергии. От автомобильных аккумуляторов желательно отказаться. Лучше использовать батареи для грузовиков или тяговые для погрузчиков. Выгодные варианты есть в комплектах батарей для промышленных ИБП.

Электросеть постоянного тока в доме

Если посмотреть на готовые солнечные электростанции для дома, то можно заметить, что 30-50% стоимости занимает преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). При самостоятельной сборке солнечной электростанции этот узел можно исключить. В этом случае будет сеть низкого напряжения и постоянного тока. Для нее потребуются специализированные приборы. Обычная бытовая техника работать не будет, поэтому это решение оправданно, только когда такие электроприборы имеются.

Это может быть, например, специально изготовленная электроплита, система LED освещения, насос с двигателем постоянного тока и другие устройства. Изготовление таких потребителей электроэнергии оправданно, так как в сравнении с готовой солнечной электростанцией вы экономите 30-50% стоимости.

Напрямую подключать солнечные батареи даже к специально изготовленным потребителям электроэнергии не рекомендуется. Необходим стабилизатор напряжения (на постоянный ток). Его стоимость не идет ни в какое сравнение с преобразователем. Кроме того, он тоже может быть изготовлен самостоятельно.

Тепловая энергия и отопление для частного дома

Самое лучшее решение в этой области — тепловой насос. Готовые модели таких котлов стоят недорого. Самостоятельно нужно изготавливать только теплообменники. Источниками дополнительного тепла служит почва, воздух в помещении, вода. Очень выгодно развивать направление аккумуляции тепла. Вода — максимально удобный теплоноситель. Она может использоваться в системах классических солнечных нагревателей. Основной материал – медные и стальные трубы, готовые элементы радиаторов.

Альтернативные источники питания для мобильных устройств

Олег Татарников

Динамомашины и другие электрогенераторы

Химические материалы и топливные элементы

Солнечные батареи

Бесконтактная подзарядка

Источник питания в виде… чернил

Продление срока службы батарей — основная задача всех производителей потребительской электроники, от сотовых телефонов до портативных компьютеров. Однако, несмотря на добавление внешних источников, солнечных панелей, химических элементов, из-за дороговизны и громоздкости подобных решений достичь заметных успехов пока не удалось.

амыми популярными аккумуляторами для портативных устройств являются сегодня литиевые и литий-ионные батареи. Начало массовому использованию литиевых батарей положила технология, предложенная компанией Sony в 1991 году. С тех пор данная технология завоевала популярность и стала активно применяться в ноутбуках, цифровых камерах и мобильных телефонах. Компактные размеры, малый вес и большая экономичность — эти достоинства позволяют батареям осваивать всё новые рубежи.

Однако литиевые батареи весьма недешевы, так как содержат дорогой компонент — кобальт. Кроме того, литиевые батареи больших размеров могут быть крайне опасны из-за риска перегрева. Впрочем, при введении в состав батарей дополнительных элементов из ниобия и циркония можно добиться больших проводимости, энергосбережения и безопасности в эксплуатации.

Разработчики пытаются расширить функциональные возможности этого традиционного элемента питания и преодолеть другие недостатки. Так, ученые из INEEL (Американской национальной лаборатории в штате Айдахо) сообщили о создании новой конструкции литиевой батареи, способной работать при отрицательных температурах. Главная особенность конструкции заключается в применении смеси гелеобразного полимера и керамического порошка, которые образуют прозрачную мембрану, играющую роль электролита при контакте с двумя электродами. Такая конструкция по сравнению с традиционными, где в качестве электролита используются жидкости и гели, обладает рядом преимуществ. Например, в новой конструкции исключена возможность утечки электролита (поскольку электролит твердый) и осаждения изолирующего слоя на поверхности электродов, которое приводит к сокращению времени работы батареи и в конце концов — к ее выходу из строя. Отсутствие жидкого электролита, который к тому же потенциально пожароопасен и иногда вызывает взрывы в процессе зарядки батарей, значительно повышает безопасность применения. Исследователи видят главное преимущество твердого электролита в том, что батареи теперь можно будет использовать в более широком температурном диапазоне: электролит не расплавится при высоких температурах и не замерзнет при отрицательных, сохраняя свою работоспособность даже при –73 °С.

Ученые и инженеры непрерывно ищут новые, более эффективные, альтернативные или специализированные решения. Например, совсем недавно английская компания NTera и североамериканская Altair Nanotechnologies подали заявку на патент для нового материала элементов питания, состоящего из микроскопических шпинельных структур (spinel) титаната лития. Было также подписано соглашение о длительном сотрудничестве в области разработки элементов питания, использующих эти наноструктуры. Специалисты этих компаний уверены, что в скором будущем недорогие аккумуляторы из наноструктур титаната лития станут настолько эффективными, что смогут даже заменить двигатели внутреннего сгорания в автомобилях. А пока разработчики надеются использовать новые элементы в качестве аккумуляторов для питания ноутбуков, сотовых телефонов и мобильных инструментов.

Заявка на патент явилась результатом года совместной работы ученых из Altair и швейцарской компании Xoliox, приобретенной NTera в октябре 2001 года. В разработке наноструктур также приняли участие Высшая политехническая школа (Ecole Polytechnique de Lausanne, Швейцария) и Институт Я.Гейворовского (J.Heyrovsky Institute, Прага, Чехия). Сутью этого патента является оптимальный размер микроструктур, которые следует использовать в литий-ионных аккумуляторах. В качестве примера такой наноструктуры Altair приводит комплекс Li4Ti5O12, который компания готова выпускать в нужных количествах и по доступной цене. Производитель утверждает, что опытные образцы аккумуляторов, изготовленные из нового материала, полностью перезаряжаются за несколько минут, а емкость аккумулятора с каждым циклом зарядки-разрядки уменьшается весьма незначительно.

Для пользователей цифровых фото- и видеокамер большой интерес представляют новые перезаряжаемые алкалиновые батарейки с рабочим напряжением 1,5 В. Конечно, такие батарейки нельзя считать аккумуляторами по причине малого количества возможных циклов перезарядки, однако благодаря большой емкости и высокому начальному напряжению алкалиновой батареи подобный источник энергии во многих случаях будет удобнее аккумулятора.

Наибольший же интерес сегодня представляют разработки в области альтернативных источников питания, таких, например, как топливные элементы, в которых ток вырабатывается в результате химической реакции, солнечные батареи, а также тепловые и механические генераторы.

Динамомашины и другие электрогенераторы

поисках способа продления срока службы батарей производитель сотовых телефонов компания Motorola решила воспользоваться методом, который применялся в автомобилях начала прошлого века, а также в заводных игрушках (наверное, многие еще помнят фонарик-жучок, который можно было использовать в качестве кистевого эспандера).

Freecharge — новый источник энергии для беспроводных телефонов, разработанный Motorola и Freeplay Energy Group, — представляет собой генератор, при помощи которого пользователи смогут продлить время разговора на 5 минут, покрутив ручку от 45 секунд до 1 минуты. Motorola внесла в этот проект свой опыт в области мобильных телефонов, а Freeplay — в выпуске широкого диапазона устройств, работающих от солнечных батарей или от динамомашины, включая радиоприемники и фонари. Генератор Freecharge вырабатывает энергию, которую можно использовать для подзарядки батарей телефона или собственной, встроенной в Freecharge батареи, от которой тоже можно подпитывать телефон. К тому же устройство может служить и в качестве фонарика. Freecharge весит около 300 г и стоит примерно 50 долл.

Небольшая американская компания AladdinPower также специализируется на устройствах для превращения мускульной энергии человека в электрическую. Выпускаемый ею аппарат с ручным приводом может питать мобильный телефон, MP3-плеер, диктофон и другие устройства. Энергетическая «подстанция» от этой фирмы работает по несколько иному принципу: для получения электричества придется давить ногой на педаль. Странно, что до этого не додумались раньше: ведь руками можно делать что-нибудь более полезное, чем сжимать рычаг. Новинка вызвала интерес у Пентагона, поскольку оснащение американских солдат и офицеров изобилует самой разной электроникой, нуждающейся в подзарядке, — начиная с мобильных телефонов и заканчивая ноутбуками и КПК.

Некоторые ученые пришли и вовсе к нетрадиционным решениям. Так, компания Applied Digital Solutions заявила о создании миниатюрного прибора, способного преобразовывать тепловую энергию человеческого тела в электричество. Этот генератор имеет очень маленькие размеры, а напряжение на выходе составляет 1,5 В, что делает возможным применение источника питания во многих современных цифровых устройствах: МР3-плеерах, электронных часах, имплантируемых медицинских приборах, стимуляторах и т.д. Диаметр керамического «снимателя тепла», который закрепляется в удобном для пользователя месте, составляет всего 1,25 см. К достоинствам нового устройства можно отнести его долговечность, ведь электричество будет вырабатываться до тех пор, пока температура тела человека не снизится до критической отметки. Сейчас компания Applied Digital Solutions ведет работу по созданию аналогичного устройства, способного генерировать выходное напряжение 3 В.

Очень интересной представляется разработка группы исследователей из SRI International (Menlo Park, Калифорния), которые предложили технологию, позволяющую получать электричество, наступая на специальные пластмассовые вставки в обуви. Для этого используется особый эластичный полимер, который спрятан в подошве ботинка и генерирует электроэнергию при сжатии и растяжении в процессе ходьбы. Исследования альтернативных источников энергии учеными этой группы ведут свое начало с создания искусственных мускулов, позволяющих роботам двигаться более эффективно. Такие мускулы изготовлены из эластичной пластмассовой пленки, покрытой смазкой, которая проводит электричество. Когда на смазку подается напряжение, то пленка растягивается и движется подобно мышцам. Образно говоря, искусственные мускулы напоминают поджариваемый сандвич с сыром, где сыр — это эластичный материал, похожий на силиконовую пленку, а хлеб — смазка с частицами углерода, позволяющая проводить электричество. Известно, что противоположные заряды притягиваются друг к другу, поэтому если верхний кусочек «хлеба» заряжен положительно, а нижний — отрицательно, то они будут притягиваться друг к другу и давить на «сыр», зажатый между ними, и тот растянется, как мышечная ткань. Исследования команды SRI дали неожиданный результат: растягивая эластичную пленку, можно вырабатывать электричество, которое генерируется в пленке, когда она возвращается к нормальным размерам.

Работает эта штуковина просто: когда человек идет или бежит, давление его ног на вставки заставляет их сжиматься и растягиваться, вырабатывая небольшое количество электричества. Простая ходьба может дать от 1 до 3 Вт — это не поможет вашей 60-Вт лампочке в люстре гореть ярче, но этого вполне может хватить для некоторых электроприборов небольшой мощности. Для получения большего количества энергии электрические генераторы в ботинках можно присоединить к 9-В аккумулятору, который будет запасать энергию во время прогулки, а небольшой свинцовый зажим на конце штанин соединит ботинки с аккумулятором. Этот проект разрабатывался для Министерства обороны США, однако в конечном счете оказался на потребительском рынке.

Другие исследовательские группы, например Media Lab Массачусетсского технологического института, также в свое время разрабатывали подобные генераторы, но прежде подобные устройства давали лишь ничтожно малые количества энергии. Сейчас данное направление исследований кажется более реальным, так как все исходные материалы легко доступны, поэтому в самом ближайшем будущем мы сможем получить от прогулки, похода или поездки на велосипеде заряд не только бодрости, но и электричества.

Бесконтактная подзарядка

ТТрадиционные способы накапливания и передачи электроэнергии все чаще находят применение и в новейших технологиях для питания разного рода портативной техники — от мобильного телефона до карманного органайзера. Естественно, что зарядные устройства для портативной электроники лучше сделать беспроводными. Так, инженерами лаборатории NTT DoCoMo был изобретен элемент питания, заряжаемый при помощи солнечной батареи и подающий электрическую энергию на потребляющий прибор посредством электромагнитной индукции.

Устройство представляет собой предмет размером со стандартную пластиковую карту и имеет три основных элемента: аморфную кремниевую солнечную батарею, аккумулятор из литиевого полимера и катушку индуктивности. Для того чтобы зарядить эту «карточку», достаточно подержать ее под лучами света, а для подключения к какому-либо устройству следует вставить ее в это устройство так же, как обыкновенный аккумулятор. Но при этом устройство, потребляющее электрическую энергию, тоже должно иметь катушку индуктивности для обратного преобразования электромагнитных волн в электроэнергию. Основной плюс данной технологии — бесконтактная передача питания, что немаловажно для мобильной электроники, а также для устройств, работающих в экстремальных условиях.

КомпьютерПресс 9’2003

Ветроэнергетика

В списке самых доступных и недорогих источников альтернативной энергетики на втором месте находится энергия ветра. Принцип действия ветрогенератора заключается в запуске ветряного колеса при помощи силы ветра, благодаря чему полученная энергия передается на ротор электрогенератора. При расположении этих установок в степных районах, где рельеф местности не создает «помех» для движения воздушных масс, возможно обеспечить беспрерывное энергоснабжение домов или производственных объектов малой мощности.

К недостаткам технологии относят непостоянство стихии и низкий КПД при эксплуатации единичного ветрогенератора. Если вы ищите альтернативные источники энергии для частного дома, то использовать ветрогенераторы нецелесообразно, поскольку они производят много шума, и это доставляет определенный дискомфорт для проживания людей поблизости с установками. Самыми распространенными способами получения электроэнергии являются:

• ветряные электростанции;
• ветрогенераторы;
• безлопастные турбины.

Энергия ветра очень велика. По предварительным подсчетам, проведенным метеорологами, стратегические запасы воздушной энергии составляют порядка 130–150 трлн кВт/ч ежегодно. При этом «ветряная» альтернативная энергетика и экология планеты — понятия очень близкие. Электроэнергию, необходимую для бытовых и промышленных нужд, можно получать, не засоряя атмосферу ядовитыми отходами. Энергия ветра доступна для повсеместного использования, но непредсказуема: она рассеивается в пространстве и не имеет постоянного вектора движения, что усложняет ее аккумуляцию. Иногда сильные порывы ветра попросту выводят из строя элементы конструкции ветряков, а ремонт оборудования обходится дорого. Несмотря на это, ветроэнергетика активно развивается. В западных европейских странах альтернативные источники энергии давно пользуются широкой популярностью. Только при помощи ветра там получают 2500 МВт электроэнергии.

В 2008 году суммарная мощность ветряных электростанций и ветрогенераторов во всем мире составила 110 гигаватт, что в 6 раз больше, по сравнению с показателями 2000 года. Главным препятствием для массового строительства ветряков является недостаток свободных площадей (без деревьев, гор и других естественных преград), удаленных от жилых районов.

Ветрогенераторы для дома дачи

В первую очередь интересны из-за своей низкой стоимости при самостоятельном изготовлении. Если их приобретать новыми в готовом виде, то особой выгоды в сравнении с солнечными батареями они не обеспечивают. Исключение — ветреные места, например, горные районы. При самостоятельном изготовлении выгода может быть огромной.

При установке нужно помнить, что ветрогенераторы издают шум. Скоростные модели при работе на сильном ветре небезопасны, из-за возможного разлета элементов лопастей. Лучше всего ветряки подходят для больших ветреных участков, с низкой стоимостью земли. Там под них вполне можно отвести несколько соток в отдаленном углу. Для компактных участков, придомовых территорий в коттеджных поселках они не подходят.

Вертикальные тихоходные ветрогенераторы безопасны и производят меньше шума. Ветровое колесо у них намного проще в изготовлении, но сам электрический генератор требует повышающего редуктора.

Гидроэнергетика

На планете сосредоточены колоссальные запасы воды — более 70% земной поверхности, и люди давно начали использовать этот энергетический потенциал для собственных нужд. Уровень воды на побережьях морей на протяжении 24 часов меняется трижды. Эти колебания больше всего ощутимы в устьях рек, которые впадают в море, и заливах. Древнегреческие мыслители объясняли перепады уровня воды «капризами» Посейдона. И только в 18 столетии Ньютон выдвинул гипотезу, что массы воды движутся, благодаря силе притяжения небесных тел. Амплитуда приливов в различных местах Земли неодинакова и составляет 5–20 метров. Сегодня наибольшее распространение получили альтернативные источники электроэнергии, работа которых построена на преобразовании волновой и приливной энергии водных масс.

Еще в 1935 году российский ученый Константин Циолковский впервые предложил получать электроэнергию, используя для этого морские волны. Однако в процессе реализации этой идеи возникли определенные трудности. Первые волновые энергетические станции, которые вырабатывали электроэнергию из кинетической энергии морских волн, появились в 2008 году. Суммарный потенциал таких установок оценивается в 2,5 млн Мвт. В основе их работы лежит использование в открытом океане специальных поплавков, которые расположены на небольшой глубине и поглощают колебания волн. Однако плюсы и минусы альтернативных источников энергии в области волновой гидроэнергетики пока изучены слабо, что делает эту технологию менее популярной на фоне других доступных вариантов.

В 1968 году в России запустили в эксплуатацию приливную электростанцию (ПЭС), которая для получения электроэнергии использует силу приливов (кинетическую энергию вращения планеты). Во Франции такая электростанция действует с 1966 года. Турбины приводятся в действие за счет движения воды из морского залива в специальный бассейн и обратно. ПЭС обладает очевидным достоинствами, по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями, которые работают за счет сжигания нефтепродуктов и каменного угля.

Геотермальная энергия

Некоторые традиционные и альтернативные источники энергии имеют сходство по способу получения. Например, геотермальные энергоресурсы тоже добывают из недр земли. Однако при этом не страдает экология планеты. В глубинах нашей планеты сосредоточено колоссальное количество тепловой энергии, которую можно использовать во благо всего человечества. Природная энергия Земли применяется по-разному: одни источники служат основой для организации автономного теплоснабжения, другие — для получения электроэнергии. В конце 1994 года в Америке было запущено в эксплуатацию более 300 блоков геотермических станций, большая часть которых расположена в долинах гейзеров.

Основными достоинствами данной технологии являются неисчерпаемость ресурсов и полная независимость от атмосферных условий. Но имеются и недостатки. Отработанные термальные воды содержат в своем составе токсичные химические соединения, поэтому сбрасывать их в поверхностные водоемы нельзя — приходится закачивать обратно под землю. Сейсмологи и вовсе против геотермальной энергетики, поскольку уверены, что эти «неприродные» процессы способны спровоцировать землетрясения.

Необычные источники энергии

В Японии недавно начали испытывать методы градиентной энергетики. Для производства электроэнергии используется разница температур морской воды. Например, на небольших глубинах температура составляет порядка 5–6℃, тогда как ближе к поверхности вода прогревается до 22—25 градусов. А поскольку разница глубин при таком температурном перепаде относительно небольшая, то в техническом плане нет серьезных ограничений для реализации этой уникальной задумки. Данная технология больше подходит для прибрежных районов и островов, для которых дешевая энергия крайне важна.

В качестве альтернативы традиционным горючим ископаемым предприимчивые ученые даже решили использовать океанских медуз. Интерес представляют не сами морские обитатели, а содержащийся в них люминесцентный белок, благодаря которому медузы светятся зеленым цветом. Исследования показали, что после кратковременного облучения ультрафиолетовыми лучами протеин начинает излучать электроны, трансформируя их в электрический ток. Но в масштабах планеты данная технология пока не применима.

Альтернативные источники энергии для дома — тема весьма интересная и заслуживает всестороннего рассмотрения. Возможность жить полностью автономно привлекает внимание миллионов людей на планете. Самыми востребованными в жилом секторе признаны методы получения электроэнергии из ветра и солнца, но и другие варианты со временем могут стать ключевыми в энергетической отрасли. Уже сегодня можно встретить необычные технологии, которые пригодны для индивидуального пользования: ветряные турбины на прицепе, мини-электростанции на основе воздушного змея, стеклянные шары для аккумуляции солнечных энергоресурсов… Постоянное развитие альтернативных отраслей энергетики позволит нам сохранить экологию на земле и снизить себестоимость электроэнергии.